Rakettirepulla nousu on helppo mutta lasku vaikea

Rakettiyhtälö tulee useimmalle teekkarille tutuksi jo ensimmäisen vuoden fysiikan opinnoista. Sen jännittävimpään sovellukseen moni on tosin törmännyt jo paljon aikaisemmin sarjakuvissa, elokuvissa ja tietokonepeleissä - tai viimeistään eräässä viimevuotisessa Facebook-villityksessä. Kukapa ei olisi joskus unelmoinut ikiomasta rakettirepusta?

Teksti: Atte Harjanne

Lentorepun konsepti on niin kiehtova, että kokeilijoita ja erilaisia yrityksiä nähtiin jo varhain. Toisen maailmansodan aikana ilmeisesti ainakin natsit kehittelivät pioneerijoukoilleen rakettimoottorilla toimivaa hyppyreppua miinakenttien ylitykseen. Samaan aikaan myös Yhdysvalloissa tehtiin ensimmäisiä tutkimuksia henkilökohtaisen kannettavan lentolaitteen mahdollisista ratkaisuista.

Varsinainen läpimurto rakettirepuissa tapahtui 50-luvun lopulla, ja tällöinkin kehitys tapahtui asevoimien suojeluksessa. Bell Aerosystemsin insinööri Wendell F. Moore oli työskennellyt aiheen parissa jo vuodesta 1953, kun sitten vuonna 1959 Yhdysvaltain armeija palkkasi yrityksen ja Mooren itsensä suunnittelemaan sotilaille sopivan lentorepun. Tulosta syntyikin, ja vuonna 1961 Moorella ja koelentäjä Harold Grahamilla oli esitellä itsellensä presidentti Kennedylle valmis tuote, joka kantoi nimeä "Bell Rocket Belt", Bellin rakettivyö.

Haaveet rakettirepuilla jylisevistä divisioonista tai linjojen taakse salassa suihkauttavista sisseistä oli kuitenkin haudattava. Bellin rakettivyöllä lentäminen vaati paljon harjoitusta, ja itse laite piti hillitöntä meteliä. Nämä pienet puutteet olivat kuitenkin mitättömiä suurimpaan heikkouteen verrattuna; vuosia kehitetyn rakettirepun lentoaika oli vain muutama kymmen sekuntia. Atomiajan rakettisotilas ei siis lentäisi kasarmin pihaa pidemmälle.

Omalla sarallaan Bellin rakettivyö oli kuitenkin menestys. Se oli ensimmäinen rakettireppu, jota saattoi ohjata hallitusti ja jolla koulutettu operoija saattoi lentää turvallisesti. Moinen tekniikan ihme kiinnittikin suuren yleisön huomion, ja samainen laite päätyi myös valkokankaalle. Vuoden 1965 Pallosalamassa James Bond kurmottaa konnia ja pakenee rakettirepun avustuksella. Elokuvassa nähdään siis täysin toimiva Bellin rakettivyö - puikoissa ei tosin ole Sean Connery, vaan Bellin koelentäjät Bill Suitor ja Gordon Yaeger. Samat maineikkaat siipiveikot olivat muuten asialla, kun Los Angelesin olympialaisten avajaisissa vuonna 1984 nähtiin rakettireppuesitys.

Sittemmin rakettireppuja on nähty sirkuksissa, urheilutapahtumissa ja muissa kansanhuveissa. Ainakin kaksi yritystä, meksikolainen Tecnologia Aeroespacial Mexicana ja yhdysvaltalainen Jetpack International, jopa myyvät rakettireppuja omaan käyttöön. Hintaa kertyy 150 000-250 000 dollaria, ja siihen sisältyy pakollinen koulutus. Molempien yritysten rakettireput perustuvat hyvin pitkälti alkuperäiseen Bellin rakettivyöhön vain pienin parannuksin, eli hurjan näköisistä tempuista huolimatta niilläkään ei niin sanotusti kuuhun mennä, hädin tuskin edes teekkarikylästä päälafkalle luennolle.

Alkuperäisen Bellin rakettivyön nerokkuus onkin sen yksinkertainen rakenne. Voimanlähteenä on vetyperoksidilla kulkeva rakettimoottori. Vetyperoksidi hajotetaan katalyytin avulla kuumaksi vesihöyryksi ja puhtaaksi hapeksi, jotka toimivat työntöaineena. 740 celsiusasteen lämpöinen kaasuseos puskee ulos kahdesta molemmilla puolilla lentäjää olevasta suuttimesta, joiden avulla laitetta myös ohjataan. Ohjaussauvoja pidetään kädessä koko lennon ajan. Lentämisen haaste on tietenkin siinä, että toisin kuin lentokoneilla ja helikoptereilla, rakettirepulla ei ole minkäänlaisia liito-ominaisuuksia. Pakkolasku ei ole mahdollinen, eikä korkeus riitä lainkaan laskuvarjon käyttöön. Alas on siis tultava niin kuin ylöskin noustiin - rakettien avulla, jarruttaen.

Vaikka rakettireppu ei ole sanottavasti kehittynytkään sen alkuajoista lähtien, eikä vetyperoksidiraketin heikohko tehokkuus (rakettitieteilijöiden kielellä ominaispulssi) juuri parempaa lupaa, ei vielä kannata täysin masentua. Jos hieman joustetaan käsitteestä, voidaan selkään lyödä raketin sijasta esimerkiksi lentokerosiinilla toimiva suihkumoottori. Suihkumoottorin rakenne on huomattavasti monimutkaisempi ja siten kalliimpi, mutta vastineeksi teoreettinen lentoaika ja toimintasäde ovat moninkertaiset rakettireppuun verrattuna, ja ohjattavuuskin hivenen helpompi. Ainakin amerikkalaisyhtiö Martin Aircraft tarjoaa jo kaupallista suihkumoottorilentoreppua, Martin Jet Packia, 100 000 dollarin hintaan. Duke Nukeminsa pelannut tosin pettyy, sillä laite on varsin kookas ja muistuttaa jo jonkinlaista seisottavaa kevytlentokonetta.

Kaikki edellä mainitut härvelit jäävät silti vielä kauas ilmojen halki kiitävästä Iron Manista. Kenties lähimmäs tätä kokemusta on päässyt suomalainen hurjapää Visa Parviainen, joka liiteli Lahden yllä suihkumoottoreilla varustetulla Birdman-liitopuvulla keväällä 2006 (ks. Polyteekkari 06/2006). Parviainen aloitti lentonsa kuumailmapallosta, joten scifi-intoilijaa ei tyydytä tämäkään ratkaisu. Jokamiehen lentoreppu odottaa siis yhä keksijäänsä - aiheesta kiinnostuneiden kannattaa aloittaa vaikkapa Polluxin pienoisrakettikurssilta.

Bell Rocket Belt
Ajoaine: 90-prosenttinen vetyperoksidi
Huippunopeus: n. 100 km/h
Toimintasäde: 260 m
Lentoaika: 20 s
Koko: 0,9 m x 0,45 m
Hinta: 150 000 $ (Jet Pack International)

Martin Jet Pack
Polttoaine: bensiini
Huippunopeus: n. 100 km/h
Toimintasäde: 50 km
Lentoaika: 30 min
Koko: 1,5 m x 1,7 m x 1,5 m
Hinta: 100 000 $